DE2459356A1

DE2459356A1 - DEVICE FOR TREATMENT OF FLUIDS

Info

Publication number: DE2459356A1
Application number: DE19742459356
Authority: DE
Inventors: William John Sayer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-12-17
Filing date: 1974-12-16
Publication date: 1975-06-19
Also published as: JPS5094569A; FR2254359B1; CA1041914A; FR2254359A1

Description

Vorrichtung zur Behandlung von StrömungsmittelnDevice for the treatment of fluids Priorität; 17, Dezember .1973 - USA - Serial No. 425*255Priority; Dec. 17, 1973 - USA - Serial No. 425 * 255 Zusammenfassungsummary

Es wird eine Vorrichtung zu.r Behandlung von Strömungsmitteln beschrieben, insbesondere zur Behandlung von Gasen wie Luft, die eine aus mehreren Elementen bestehende Filteranordnung aufweist sowie eine Einrichtung, mit der das Strömungsmittel durch die Einrichtung bewegt wird, die zwischen den Elementen der Einrichtung angeordnet ist.A device is used for the treatment of fluids described, in particular for the treatment of gases such as air, which has a filter arrangement consisting of several elements and means by which the fluid flows through the Facility is moved between the elements of the facility is arranged.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Die Erfindung betrifft allgemein die Behandlung von Strömungsmitteln und insbesondere eine Vorrichtung zur Filterung von Gasen, wie Luft.The invention relates generally to the treatment of fluids and in particular a device for filtering gases such as air.

Es sind viele verschiedene Luftfiltersysteme bekannt, in denenMany different air filter systems are known in which

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verschiedene Kombinationen bekannter Filterelemente verwendet v/erden. In der US-Patentschrift 3 433 180 ist eine luftreinigungsvorrichtung beschrieben, in der Luft durch ein Drahtnetz» ein elektrostatisches Filter und eine Kohlenpackung geschickt wird. Gemäß der US-Patentschrift 3 172 747 wird Luft mit einem Gebläse durch ein Vorfilter, ein elektrostatisches Filter und ein Kohlenfilter gezogen. In der US-Patentschrift 3 672 126 ist eine Pumpe beschrieben, in der Luft durch, ein poröses Vorfilter, ein elektrostatisches Filter, ein Kohlenfilter und ein poröses Filter ähnlich dem Vorfilter gezogen wird. In der US-Patentschrift 2 945 554 ist ein "Beutelfilter" (Fig.4 und 8) in einem Luftreinrigwigsgerät beschrieben. Der Inhalt dieser Vorveroffentiiehungen wird hier und im folgenden als bekannt vorausgesetzt.various combinations of known filter elements are used. In U.S. Patent 3,433,180 there is an air cleaning device described, in the air through a wire mesh »an electrostatic one Filters and a charcoal pack is sent. According to the US patent 3 172 747, air is blown through a pre-filter, an electrostatic filter and a carbon filter pulled. In U.S. Patent 3,672,126 describes a pump in which Air through, a porous pre-filter, an electrostatic filter, a carbon filter and a porous filter similar to the pre-filter is pulled. In U.S. Patent 2,945,554 a "bag filter" (Fig. 4 and 8) described in a Luftreinrigwigsgerät. The content of these prior publications is provided here and below assumed to be known.

Summary of the invention

Erfindungsgemäß wurde festgestellt, daß die zweckmäßige Auswahl und Reihenfolge bekannter Filterelemente eine Vorrichtung zur Behandlung von Strömungsmitteln ergibt, bei denen die einzelnen Filterelemente und die Strömungsmittelpumpe oder das Gebläse eine längere Lebensdauer haben. Beispielsweise wird im Falle eines Kohlenfilterelementes durch die erfindungsgemäße Kombination erreicht» daß Verunreinigejide Partikeln die Kohlenoberf.lächen erreichen, so daß diese Oberflächen Gase besser absorbieren können und damit ihre Effizienz erhöht wird. Hinsichtlieh des Gebläses oder der Pumpe .ergibt sich eine größere Lebensdauer durch die Verringerung der luftgetragenen Partikeln, die auf das Gerät aufprallen. Weiter ergibt die Verwendung der Pumpe in einer Saug-Druck-Anordnung zwischen den FiIterelementeri eine höhere Effizienz oder einen höheren Wirkungsgrad als wenn die Pumpe stromaufwärts oder stromabv/ärts von allen. Filterelementen angeordnet wäre. Durch die Lehren der Erfindung wird auch die Abschaltzeit zur-Säuberung oder zum Ersatz der Filterelemente minimiert. Eine derart gestaltete Vorrichtung ergibt eine hocheffiziente oder hochwirksame Filtereinheit, die mit geringerenAccording to the invention it was found that the appropriate selection and Sequence of known filter elements a device for treatment of fluid results in which the individual filter elements and the fluid pump or blower has a longer life to have. For example, in the case of a carbon filter element by the Combination according to the invention achieves that contaminants have both particles Reach the carbon surfaces so that these surfaces gases better can absorb and thus their efficiency is increased. Respectable of the fan or the pump. the result is a longer service life the reduction in airborne particles hitting the device. The use of the pump in a suction-pressure arrangement also results between the filter elements a higher efficiency or a higher efficiency than if the pump is upstream or downstream from all. Filter elements would be arranged. Through the teachings of the invention is also the switch-off time for cleaning or replacing the filter elements minimized. A device designed in this way results in a highly efficient or highly effective filter unit, those with lower

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Betriebskosten arbeitet als bekannte Filtervorrichtungen.Operating costs works as known filter devices.

Die Erfindung soll anhand der Zeichnung näher erläutert werden; es zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to the drawing; it demonstrate:

Fig. 1 schematisch eine allgemeine Vorrichtung zur BehandlungFig. 1 schematically shows a general device for treatment

von Strömungsmittel nach der Erfindung; undof fluid according to the invention; and

Fig. 2 schematisch eine bevorzugte Ausführungsform einerFig. 2 schematically shows a preferred embodiment of a

Vorrichtung zur Behandlung von Strömungsmittel nach der Erfindung.Device for the treatment of fluids according to the invention.

Fig. 1 zeigt ein generelles Schema einer Vorrichtung zur Behandlung von Strömungsmittel gemäß der Erfindung. In einem Strömungsmittelkanal 2 ist eine Eingangsfiltereihrichtung 4 angeordnet, so daß praktisch alles durch diese hindurchströmende Strömungsmittel gefiltert wird. Die Erfindung ist zwar nicht auf die Behandlung von Gasen oder Luft beschränkt, der Einfachheit halber soll die dargestellte Ausführungsform jedoch im Zusammenhang mit der Behandlung von Luft beschrieben werden. Eine Einrichtung 6, mit der Luft durch die Leitung 2 in Richtung der Pfeile bewegt wird, ist in der Leitung zwischen der Eingangsfiltereinrichtung 4 und einer Ausgangsfiltereinrichtung 8 angeordnet. Die Einrichtung 6 kann eine geeignete Luftpumpe oder ein Gebläse sein, die im Hinblick auf die Anforderungen des Systems an das Luftvolumen gewählt werden. Die Ausgangsfiltereinrichtung ist in der Leitung 2 derart angeordnet, daß praktisch alles hindurchtretende Strömungsmittel gefiltert wird.Fig. 1 shows a general scheme of a device for treatment of fluid according to the invention. In a fluid channel 2, an input filter direction 4 is arranged so that practically everything through this fluid flowing through it is filtered. Although the invention is not restricted to the treatment of gases or air, the one shown is intended for the sake of simplicity Embodiment, however, are described in connection with the treatment of air. A device 6, with the air through the line 2 is moved in the direction of the arrows is in the line arranged between the input filter device 4 and an output filter device 8. The device 6 can be a suitable air pump or a fan selected with the system's air volume requirements in mind. The output filter device is arranged in the line 2 in such a way that practically everything passing through Fluid is filtered.

Die Lage der Einrichtung 6 zum Bewegen der Luft zwischen der Eingangsund End-Filtereinrichtung 4 bzw. 8 trägt zur Effizienz des Systems bei und schützt die Pumpe oder das Gebläse gegen Staub, so daß die Lebensdauer der Pumpe oder des Gebläses verlängert wird.The location of the device 6 for moving the air between the inlet and End filter device 4 or 8 contributes to the efficiency of the system at and protects the pump or fan against dust, so that the The service life of the pump or the fan is extended.

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Fig. 2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, bei der die Eingangsfiltereinrichtung 4 ein elektrostatisches Filter 10 und einen Beutelfilter 12 aufweist. Das Filter 10 kann eine einzellige Einheit oder vorzugsweise eine Doppelzelle sein. Die Lage des Filters 10 als erstes in der Einheit erlaubt dessen Entfernung zum Waschen, was für elektrostatische Filter häufig erforderlich ist. Das Beutelfilter 12 erhöht die Wirksamkeit der Filtrierung und bildet eine Reserveeinrichtung für das elektrostatische Filter 10, so daß der Betrieb des Systems fortgesetzt werden kann, wenn das Filter 10 zur Reinigung ausgebaut ist, so daß das Gebläse oder die Pumpe 6 gegen die Ansammlung von Schmutz geschützt wird und verhindert wird, daß Partikeln die Endfiltereinrichtung 8 erreichen. Das Beutelfilter 12 trägt auch dazu bei, Partikeln aus dem System herauszuhalten, wenn das elektrostatische Filter 10 außer Betrieb ist,beispielsweise bei Stromausfall.Fig. 2 shows a preferred embodiment of the invention in which the input filter device 4 an electrostatic filter 10 and has a bag filter 12. The filter 10 can be a single cell Be a unit or preferably a double cell. The location of the filter 10 first in the unit allows its removal to the Washing, which is often required for electrostatic filters. The bag filter 12 increases the efficiency of the filtration and provides backup means for the electrostatic filter 10 so that the operation of the system can continue when the Filter 10 is removed for cleaning, so that the fan or pump 6 is protected against the accumulation of dirt and prevented that particles reach the final filter device 8. The bag filter 12 also helps keep particles out of the system, when the electrostatic filter 10 is out of order, for example in the event of a power failure.

Typische kommerzielle elektrostatische Filter entfernen 70 bis 80 % der in der Luft enthaltenen Partikeln. Solche Filter sind bekannt und im Handel erhältlich. Hochwirksame oder hocheffiziente elektrostatische Filter sind verfügbar, die einen Wirkungsgrad von mehr alsTypical commercial electrostatic filters remove 70 to 80 % of the airborne particles. Such filters are known and are commercially available. Highly effective or highly efficient electrostatic filters are available that have an efficiency greater than

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80 % bieten.80 % offer.

Ein elektrostatisches Filter wird in der Eingangsfiltereinrichtung bevorzugt, weil es leicht zu säubern und wieder verwendbar ist. Gewünschtenfalls kann jedoch die Eingangsfiltereinrichtung 4 aus anderen Typen von hochwirksamen Filtern bestehen, die entweder einzeln oder paarweise verwendet v/erden. In billigen Systemen können beispielsweise ein oder zwei Beutelfilter verwendet werden. Gemäß dem "National Bureau of Standards" ist unter einem hochwirksamen oder hocheffizienten Filter eines zu verstehen, das einen Wirkungsgrad von mehr als 80 % hat.An electrostatic filter is preferred in the input filter device because it is easy to clean and reusable. If desired, however, the input filter device 4 can consist of other types of high-efficiency filters which are used either individually or in pairs. For example, one or two bag filters can be used in inexpensive systems. According to the "National Bureau of Standards", a highly effective or highly efficient filter is to be understood as one that has an efficiency of more than 80 % .

Die Endfi Herein richtung 8 besteht vorzugsweise aus einem Filter mit einem Filtermedium in Form einer Festkörpermatrix, dem ein hocheffizientes Filter folgt, beispielsweise einem Aktivkohlenfilter 14, dem ein Hocheffizienz-Partikel-Filter 16 (HEPA) folgt. Stattdessen kann das Kohlenfilter durch ein geeignetes Filtergur-Filter (Diatomeenerde) ersetzt oder verstärkt werden oder irgendeinen anderen Typ eines Festkörpermatrix-Filtermediums, einschließlich eines HEPA-Filters. Festkörpermatrix-Filtermedien sind beispielsweise Karton, Papier, Holzkohle, Ton, Glasfasern, Wolle und dergl. Die Lage des Kohlenfilters 14 stromabwärts von der Eingangsfiltereinrichtung 4 verlängert die Lebensdauer des Kohlenfilters dadurch, daß Partikeln, die dazu neigen, die Oberfläche des Kohlenfilters zu bedecken und es unwirksam zu machen, daran gehindert werden, das Filter zu erreichen. Die Lage der Pumpe oder des Gebläses 6 vor dem Kohlenfilter 14 hindert Kohlenpartikeln daran, die Pumpe oder das Gebläse zu erreichen. Das Kohlenfilter 14 wirkt in der Weise, daß Gerüche aus der Versorgungsluft entfernt werden und submikroskopische Partikeln unter etwa 0,3 Mikron entfernt werden.The Endfi inward direction 8 preferably consists of a filter with a filter medium in the form of a solid matrix, which is followed by a highly efficient filter, for example an activated carbon filter 14, which is followed by a high-efficiency particle filter 16 (HEPA). Instead of this can the carbon filter through a suitable Filtergur filter (diatomaceous earth) replaced or reinforced, or any other type of solid matrix filter media, including a HEPA filter. Solid matrix filter media are, for example, cardboard, paper, Charcoal, clay, glass fibers, wool and the like. The position of the carbon filter 14 downstream of the inlet filter device 4 is extended the service life of the carbon filter due to the fact that particles, which tend to cover the surface of the carbon filter and render it ineffective, are prevented from closing the filter reach. The position of the pump or the fan 6 in front of the carbon filter 14 prevents carbon particles from reaching the pump or fan. The carbon filter 14 acts in such a way that odors removed from the supply air and submicroscopic particles removed below about 0.3 microns.

Das HEPA-Filter 16 wirkt als Endsäuberung für durch das SystemThe HEPA filter 16 acts as a final cleaner for through the system

.../6 509 8 25/0 971 ... / 6 509 8 25/0 971

kommende Luft und wirkt weiter in der Weise, daß irgendwelche Kohlenstücke gefangen werden, die sich vom Kohlenfilter 14 lösen, wenn ein Kohlenfilter verwendet wird, oder auch Partikeln von der Pumpe oder vom Gebläse 6 aufzufangen. Das Filter 16 ist vorzugsweise ein Hocheffizienz-Partikel filter mit einer Effizienz von 85 % oder größer, wenn auch eine geringere Effizienz toleriert werden kann, wenn ein schlechteres Betriebsverhalten des Systems akizeptierbar ist. Ein Typ eines HEPA-FiIters, der von der Firma Continental Air Filters hergestellt wird, hat eine Effizienz von 99 % für Partikeln von 0,3 Mikron oder größer.incoming air and continues to act in such a way that any pieces of coal that come off the carbon filter 14, if a carbon filter is used, or particles from the pump or blower 6 are caught. The filter 16 is preferably a high-efficiency particle filter with an efficiency of 85 % or greater, although a lower efficiency can be tolerated if a poorer operating behavior of the system is acceptable. One type of HEPA filter manufactured by Continental Air Filters has an efficiency of 99 % for particles 0.3 microns or larger.

Das in Fig. 2 dargestellte System ist in Palo Alto, CaI., getestet worden. Eine typische Partikel zäh lung von Umgebungsluft an diesem Ort ergibt 50 000 bis 300.000 Partikeln/ft³. Wenn eine solche Umgebungsluft dem Einlaß der Leitung nach Fig. 2 zugeführt wird, ergibt die The system shown in Figure 2 has been tested in Palo Alto, CaI. A typical particle count of ambient air at this location is 50,000 to 300,000 particles / ft ³ . If such ambient air is supplied to the inlet of the conduit of FIG. 2, the result is

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Partikel zählung am Ausgang weniger als 100 Partikeln/ft und typischerweise nahezu 0 Partikeln/ft . Hinsichtlich Partikeln größer als 5 Mikron in der Umgebungsluft (typische Zählung 400 bis 3000 Partikeln/ft ) ergibt die Zählung am Auslaß im wesentlichen 0. Für Partikeln größer als 10 Mikron in der Umgebungsluft (typische Zählung 0 bis 1000 Partikeln/ft ) ergibt die Zählung am Auslaß im wesentlichen 0.Exit particle count less than 100 particles / ft and typically close to 0 particles / ft. Regarding particles larger than 5 microns in the ambient air (typical count 400 to 3000 particles / ft) the count at the outlet is essentially 0. For particles larger than this than 10 microns in ambient air (typical count 0 to 1000 Particles / ft) the count at the outlet is essentially 0.

Die Erfindung ist in nahezu jeder Umgebung brauchbar, in der saubere Luft erforderlich ist. Ein möglicher AnwendungsfalT ist eine Klimaanlage für ein Wohnhaus, ein Büro, ein Krankenhaus, ein Fahrzeug, ein Flugzeug oder ein Wasserfahrzeug (insbesondere ein Unterwasserfahrzeug), vo saubere Luft zur Befeuchtung und Ionisierung außerordentlich wichtig ist. Die Erfindung ist auch in industriellen Prozessen anwendbar, insbesondere für "saubere Räume" bei der Herstellung von Halbleitern, Arzneien, bei der Behandlung von Nahrungsmitteln (um die Lagerfähigkeit der Produkte zu verlängern), Rechnerbetrieb und dergl. Die Erfindung ist auch brauchbar, wenn saubere Luft für Verbrennungsprozesse benötigt wird, einschließlich Motoren, und zwar sowohl stromaufwärts als auch stromabwärts von solchen Prozessen.The invention is useful in almost any environment, in the clean Air is required. One possible application is air conditioning for a house, an office, a hospital, a vehicle, an airplane or a watercraft (especially an underwater vehicle), vo clean air for humidification and ionization is extraordinary important is. The invention is also applicable in industrial processes, in particular for "clean rooms" in manufacturing of semiconductors, medicines, in the treatment of food (to extend the shelf life of the products), computer operation and the like. The invention is also useful where clean air is required for combustion processes, including engines, both upstream and downstream of such Processes.

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Claims

l. \ device for the treatment of fluids in a fluid line with an inlet and an outlet opening, a first filter device which has at least one highly efficient filter in the area of the inlet opening and a second filter device, which has a solid matrix filter medium connected to the first filter device and a highly efficient filter in the area of the outlet opening, and in that a device is arranged between the first filter device and the second filter device by means of which the fluid flows from the inlet opening is moved to the outlet opening through the conduit.

Z. The device according to claim l _f characterized ^ that the first filter device consists of two highly efficient filters be & t '-' ht.

3. Device according to claim 1 or 2, ^ iiHT ^ I ^ i ^ liHSl ^^ lt ^da & the highly efficient filter of the second FiHeinrichtung consists of a high-efficiency particle filter.

4 «A device according to claim 1, 2 or 3, i ^ J ^ ^ CJT jeJiejinj ^ i ^ hjriet that the high efficiency filter is uer first FiltereinHchtung subsequent to the inlet port, an electrostatic filter.

5. Device according to one of claims 1 to 4, ^ jir ^ h ^ kerinzoiclinel, that the filter with solid-matrix fi Hennedi around a carbon fi Her ivt

6 .. Device according to claim 1, 2, 3 or 5, iiao ^^ jieJ ^ enn ^ Uhjic? ^, that the first filter device consists of two filter bags.

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BAD ORSGINAL

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